基于本地無線同步的微動勘探儀設(shè)計

牟新剛，朱開瑄，周 曉，喻 顏

(武漢理工大學 機電工程學院，湖北 武漢 430070)

短周期脈動也稱常時微動(簡稱微動)是地面土層對于外界的各種干擾的響應(yīng)，微動臺陣布置通常半徑在30 m以內(nèi)。由于外界任意時間都存在著震動，因此微動的檢測沒有時間限制[1]。微動勘探常用的數(shù)據(jù)處理方法包括：單點譜比法與臺陣方法。微動數(shù)據(jù)經(jīng)過單點譜比法(spectral ration method，H/V)處理后在低頻處存在峰值，該峰值頻率稱為卓越頻率[2]。常時微動特性受周圍環(huán)境影響，因此同一地方的不同時刻幅值大小會有所差異，但是頻譜形狀基本相同。單點譜比法處理后的微動數(shù)據(jù)通常有以下作用：建筑物自振周期選取，場地土類型確定[3]，建筑物場地選擇[4]。臺陣方法數(shù)據(jù)處理采用高頻率頻率-波速法(high resolution frequency-wave number spectrum analysis, HRFK)[5]，該方法可用于反演地質(zhì)構(gòu)造與城市孤石勘探[6]。

目前，微動勘探多用于市政工程與基建工程中，因此常在隧道、高樓群、地下以及密林中勘探。微動勘探設(shè)備多采用GPS(global positioning system)信號同步[7]。GPS信號在上述場合中存在信號弱、不穩(wěn)定的缺點。現(xiàn)有儀器通常在上述場合采用外接同步線方式實現(xiàn)同步勘探。有線同步方式存在設(shè)備同步數(shù)量較少，線纜較重，不方便作業(yè)的缺點。

為了在隧道、高樓群、地下以及密林等無法使用GPS信號地區(qū)，高效、高精度地進行微動勘探，設(shè)計了一種基于SYN1000模塊的本地無線同步的微動勘探儀。該儀器彌補現(xiàn)有以GPS同步儀器的不足同時，在開闊地能與現(xiàn)有以GPS同步儀器進行相同性能的勘探。

1 勘探方案設(shè)計

為滿足單點譜比法與臺陣勘探法需求，制定了如圖1所示勘探方案。……